為LCD背光應(yīng)用驅(qū)動(dòng)120個(gè)LED

　　隨著白光發(fā)光二極管(LED)的效率持續(xù)快速提升且其解決方案的尺寸變得更小更薄，它們?nèi)缃褚褢?yīng)用在便攜式DVD播放器、電子相框和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)等設(shè)備中，作為5～10英寸的液晶顯示(LCD)面板背光。

　　本文將闡述如何利用一個(gè)20V白光LED驅(qū)動(dòng)器來為LCD背光應(yīng)用驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED串，以及如何將輸出電壓范圍擴(kuò)展至高于最大額定電壓以驅(qū)動(dòng)串聯(lián)的6～10個(gè)LED。

　　帶電流鏡像的多個(gè)LED串

　　圖1顯示了如何將流經(jīng)初級(jí)支路的恒定電流復(fù)制到次級(jí)支路。NCP5050是LED驅(qū)動(dòng)芯片，它可將感測電阻RLCS的電壓維持在250mV來對(duì)初級(jí)支路的恒定電流I1進(jìn)行穩(wěn)流。

　　電流I1由式1來確定。

　　RLCS=FBV/IOUTL             

　　例如，如果需要的值為20mA，RLCS就會(huì)是12.5Ω。

　　                                圖1 基本的電流鏡像

　　次級(jí)電流I2由電流鏡像 Q1-1/Q1-2驅(qū)動(dòng)，且這個(gè)電流鏡像的比例為1:1，因此，I1=I2。電流鏡像由2個(gè)小型表面貼裝電阻和1個(gè)采用極小的SC88六引線封裝的雙PNP晶體管來實(shí)現(xiàn)。為了提升電流匹配精度，可以使用一對(duì)SOT-563封裝的匹配PNP晶體管，如NST30010MXV。

　　如圖2所示，電流I1能夠根據(jù)需要進(jìn)行多次鏡像?？傠娏鱅T是所有流經(jīng)n個(gè)支路的電流之和，如式（2）所示。

　　                                 圖2 多支路電流鏡像示意圖

　　IT=n×I1                  

　　LED的最大數(shù)量由升壓穩(wěn)壓器的輸出功率能力決定，而輸出功率能力會(huì)因給定的電池電壓VBAT、LED總電流IT和所選擇的外部元件的不同而變化。需要注意的是，圖1中的電感能夠直接采用電池或其他電源供電，而其他器件的輸入電壓Vin應(yīng)該限制在低于5.5V，不論是采用低功率低壓差(LDO)穩(wěn)壓器或電流限制Zener穩(wěn)壓器來供電。對(duì)于穩(wěn)壓的5V或單節(jié)鋰離子電源而言，這種雙電源配置并不需要。

　　最后，根據(jù)圖3中的統(tǒng)計(jì)測量數(shù)據(jù)，我們可看到，LED串間的典型電流匹配維持在±3%以內(nèi)。

　　圖3 電流鏡像匹配

　　帶有鎮(zhèn)流電阻的支路

　　如果系統(tǒng)成本的考慮比完美匹配更重要，可以選用另一種不昂貴的解決方案，如圖4所示。這個(gè)應(yīng)用采用了鎮(zhèn)流電阻來匹配LED串間的LED電流。

　　一項(xiàng)好的折中舉措是采用1個(gè)68Ω電阻，該電阻在電流為10mA時(shí)提供 0.68V的壓降，并將包含10個(gè)LED的串的損耗維持在2%～3%以內(nèi)?？傠娏鱅T由RLCS來控制，如式（3）所示。

　　RLCS=FBV/IT